沉淀硬化不銹鋼的強化主要是依靠第二相從基體組織中沉淀析出實現(xiàn)的。強化是依靠沉淀相（第二相質點）在基體中造成應力場，這個應力場又和運動位錯之間的交互作用的結果。有的究結果證明，沉淀相在組織中的體積比越大，強化效果越顯著；沉淀相質點的彌散度越大，強化效果越好。
沉淀硬化不銹鋼的基體組織有所不同，但是，依靠沉淀相強化的作用是相同的。
可見，沉淀硬化不銹鋼的熱處理主要有兩個過程，即先獲取穩(wěn)定的基體組織，再令第二相質點沉淀析出。
就上述四個類型的沉淀硬化不銹鋼而言，為達到強化的目的，處理的主要過程可有如下幾種形式。
一、固溶處理
固溶處理也常稱A處理（Austenite Conditioning).這是對任何一種沉淀硬化不銹鋼都要經(jīng)歷的一個熱處理過程。利用某些元素（這里主要是作為沉淀相析出的元素）在高溫溶解度大、低溫溶解度小的特點，通過高溫加熱，使可沉淀元素充分地溶于基體組織中，保證在以后的冷卻過程中處于過飽和狀態(tài)，為下一步的時效過程中能大量地彌散析出創(chuàng)造充分條件。
以銅為例，見圖5-1,銅在1096℃時在γ-Fe中的溶解度約為8.2%,850℃時在γ-Fe中的最大溶解度為3.1%,在α-Fe中最大溶解度為2.2%.而在室溫下在α-Fe中的溶解度僅為0.2%左右。由此可見，含銅元素的鋼自高溫快速冷卻到室溫后，銅是呈過飽和狀態(tài)存在于基體中的。在一定條件下（如重新加熱到某一溫度），銅將沉淀析出。
固溶處理效果對材料熱處理后的最終結果的影響是重要的，所以，固溶處理的加熱和冷卻控制應予以注意。
固溶加熱溫度不足或保溫時間不足，合金元素不能較好地溶解于基體中，沉淀強化元素在以后的時效過程中的析出量不足，將影響強化效果。其中，對于馬氏體和半奧氏體沉淀硬化不銹鋼來說，固溶加熱不足，還會影響基體強度。固溶加熱溫度過高使鋼的晶粒變粗，使固溶處理后的組織粗大，影響性能，特別是使沖擊韌性降低。此外，對于馬氏體和半奧氏體沉淀硬化不銹鋼，還會因奧氏體化溫度高，合金元素過量溶解，提高了奧氏體的穩(wěn)定性，降低了Ms點，會使鋼中產(chǎn)生過量的殘留奧氏體（對于馬氏體沉淀硬化不銹鋼）或奧氏體的比例增大（對于半奧氏體沉淀硬化不銹鋼），同樣會影響最終的熱處理效果和性能。
固溶處理的冷卻，首先應保證足夠的冷卻速度，使沉淀強化元素充分固溶于基體中。如果冷卻太慢，會使沉淀強化元素在固溶冷卻時就析出，這個過程的析出效果遠不及以后時效過程中的析出效果。固溶冷卻過程中的析出，會降低最終的沉淀強化效果。但是，太快的固溶冷卻速度對馬氏體沉淀硬化不銹鋼來說，會因馬氏體轉變應力太大，有產(chǎn)生裂紋的可能性。
二、調整處理
調整處理也常稱T處理（Transformation treatment),有時也叫相變處理。
所謂調整處理，簡而言之，就是調整鋼的馬氏體轉變點Ms和Mf。這種方法主要用于半奧氏體沉淀硬化不銹鋼，有時也用于馬氏體沉淀硬化不銹鋼。
半奧氏體沉淀硬化不銹鋼的馬氏體轉變點較低，固溶處理后的組織基本上是奧氏體組織，基體強度較低，在這種組織條件下進行時效處理的強化效果不好。為此，在固溶后應進行一次以提高馬氏體點為目的的熱處理。眾所周知，為提高馬氏體點，降低奧氏體的穩(wěn)定性，重要的手段之一是將鋼加熱到一定溫度并保溫，使奧氏體中的碳和合金元素析出，降低基體中合金的濃度。這樣，在冷卻時，由于奧氏體穩(wěn)定性降低，馬氏體轉變點提高，調整處理冷卻后原奧氏體將轉變成馬氏體。此時，半奧氏體沉淀硬化不銹鋼的基體組織基本上是馬氏體。在此基礎上再進行時效處理，會獲得較好的強化效果。調整處理對馬氏體點的提高作用見圖5-2。
圖5-2是半奧氏體沉淀硬化不銹鋼0Cr17Ni7Al加熱溫度對Ms點的影響關系。有資料報道，0Cr17Ni7Al 鋼加熱到1038℃時，Ms點約為－196℃;加熱到945℃,M.點約為－73℃;加熱到800℃時，Ms點約為＋90℃.這個結果足可說明用加熱溫度來調整半奧氏體沉淀硬化不銹鋼M.點溫度的重要作用。隨著M,點的變化，冷卻后組織中馬氏體與奧氏體的比例也有明顯變化，見圖5-2的下半部分。
所以，半奧氏體沉淀硬化不銹鋼在固溶處理后再進行一次調整處理，可獲得基本上以馬氏體為基體的組織，再經(jīng)時效處理，即可保證該種材料的性能達到要求。
半奧氏體沉淀硬化不銹鋼調整處理加熱溫度應根據(jù)預想的調整處理效果來確定（見熱處理工藝部分）。
三、冷變形處理
冷變形處理也常稱C處理（Cold Working)。
冷變形處理主要用于半奧氏體、奧氏體、奧氏體－鐵素體沉淀硬化不銹鋼。
冷變形處理就是將材料在固溶處理后進行一定程度的冷變形加工（如冷拉鋼絲、冷軋板等的加工成型），以促進奧氏體向馬氏體的轉變（參見本書第三章第三節(jié)奧氏體不銹鋼的冷加工強化及去應力處理部分）。通過冷變形，可使鋼中的奧氏體在Md點轉變成馬氏體。在材料成分一定的條件下，變形程度越大，奧氏體向馬氏體轉變的量越多，對基體的強化程度越大。
半奧氏體、奧氏體、奧氏體－鐵素體型沉淀硬化不銹鋼，固溶處理后進行一定程度的冷變形，在基體組織強化后再進行時效處理，可使材料獲得理想的性能和強化效果。
通過冷變形處理，材料塑性、韌性下降，強度明顯提高。
四、冷處理
冷處理也常稱為R處理（Refrigeration treatment).
沉淀硬化不銹鋼的冷處理也是為了促進奧氏體向馬氏體特變。
將固溶處理或固溶處理一調整處理后的沉淀硬化不銹鋼再進行一次低于室溫（通常在-73℃左右）的冷處理，由于冷處理的溫度低于Ms點溫度，使原組織中較穩(wěn)定的奧氏體向馬氏體轉變，所以，基體組織基本上是馬氏體，然后再進行時效處理，可以保證材料獲得優(yōu)良的性能和強化效果。
五、時效處理
沉淀硬化不銹鋼的時效處理也常稱為H處理（Hardening treatment),有的也叫沉淀硬化處理或硬化處理。
時效處理是所有沉淀硬化不銹鋼必須進行的處理程序，也是沉淀硬化不銹鋼熱處理中最重要的處理程序。
時效處理的目的是使過飽和溶于基體中的沉淀硬化合金元素以極細的質點形式析出，這種析出質點可能是合金元素的質點，也可能是金屬間化合物的質點。這種析出質點的形態(tài)與分布和時效溫度及保溫時間有關。
以銅為例。銅過飽和固溶于基體中時，當加熱到一定溫度，首先是過飽和相脫溶，在析出銅顆粒的過程中，最初形式是富鋼的偏聚區(qū)，是亞穩(wěn)定相，與母體保持共格，當長大到一定程度時，才能形成e-Cu沉淀顆粒。這一理論已經(jīng)用試驗予以證實。如對含1.12%銅的高純鋼經(jīng)850℃加熱后水冷的固溶處理，在光學顯微鏡下只能觀察到多邊形鐵素體形態(tài)，在鐵素體晶粒內看不到任何析出物，說明這時的鐵素體是含銅的過飽和鐵素體。經(jīng)550℃時效不同時間，其硬度會發(fā)生明顯變化，呈升高趨勢，但是在光學顯微鏡下的鐵素體組織卻未發(fā)生明顯變化，仍然觀察下到沉淀析出物，而在電子顯微鏡下以數(shù)十萬倍觀察，才能發(fā)現(xiàn)只有5~25mm的“顆粒”，并確認是銅原子偏聚區(qū)。進一步提高時效溫度，便可發(fā)現(xiàn)在鐵素體基體上有較清晰的顆粒。更長時間的時效則可發(fā)現(xiàn)E-Cu顆粒。如果再進一步提高時效溫度和延長保溫時間，原子擴散更容易，顆粒會進一步長大、粗化，反映在硬度上呈下降趨勢，材料處于過時效狀態(tài)。可見，沉淀硬化不銹鋼的時效效果與時效溫度和保溫時間有關。見圖5-3。
時效溫度和時間的選擇是依據(jù)對材料的強化目標確定的。時效溫度對時效效果的影響比時效時間更明顯。
六、均勻化處理
沉淀硬化不銹鋼的均勻化處理主要用于鑄件。作用是改善鑄件成分和組織的不均勻性，細化晶粒，并使鑄件凝固時形成的多邊形鐵素體趨于球化。鑄件經(jīng)過均勻化處理，對以后的固溶效果及最終時效強化效果有積極的作用。
均勻化處理溫度一般選在1060~1150℃。
七、焊后熱處理
沉淀硬化不銹鋼的焊后熱處理包含鑄件補焊后或結構件焊接后的熱處理。
焊后熱處理的目的和作用依焊接或鑄件補焊前材料的熱處理狀態(tài)而確定。焊前材料未經(jīng)過固溶處理，焊后應進行固溶處理和時效處理，以保證母體及焊縫（或補焊處）達到要求的性能，如果焊前材料經(jīng)過了固溶處理或固溶時效處理，則焊后可采用時效處理或略低于時效溫度的去應力處理。
上面介紹了沉淀硬化不銹鋼常見的幾種熱處理方式，實際上，應根據(jù)鋼的具體類型、制品特性等因素，采用不同組合方式。另外，沉淀硬化不銹鋼的熱處理方式，習慣上以英文字母表示，在溫度表示上常以℉(華氏度）或℃(攝氏度）表示，有時需冷變形時，對冷變形量也有表示。舉例如下。
［例1] A+H500(用℃表示時）或A+H930(用℉表示時）
即為固溶處理后再經(jīng)500℃(930F)的時效處理。常用于馬氏體沉淀硬化不銹鋼。
［例2] A+TH500
即為固溶處理后經(jīng)調整處理，再經(jīng)500℃時效處理。常用于半奧氏體沉淀硬化不銹鋼。
［例3]A+C,H500
即為固溶處理后經(jīng)50%冷變形，再經(jīng)500℃時效處理。常用于奧氏體沉淀硬化不銹鋼。
［例4]A+T+RH500
即為固溶處理后經(jīng)調整處理，－70℃的冷處理和500℃的時效處理。常用于奧氏體沉淀硬化不銹鋼。
